CC BY
124
Краткие сообщения
204
Е.Ю. Сергеенко, В.В. Полунина
Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва
Дозирование электроимпульсной высокотоновой терапии на основе определения электрокинетических параметров эритроцитов у детей с детским церебральным параличом
Контактная информация:
Сергеенко Елена Юрьевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой реабилитологии и физиотерапии Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И. Пирогова Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1, тел.: (499) 792-81-67 Статья поступила: 02.11.2011 г., принята к печати: 15.11.2011 г.
В статье приводятся результаты исследования, посвященного определению дозы электроимпульсной высокотоновой терапии с использованием метода экспресс-анализа подвижности живых клеток в переменном электрическом поле у детей со спастическими формами детского церебрального паралича.
Ключевые слова: детский церебральный паралич, электроимпульсная высокотоновая терапия, доза-эффект, клетка, электрофоретическая подвижность эритроцитов, дзета-потенциал.
В структуре детской инвалидности одно из ведущих мест занимают поражения центральной нервной системы, сопровождающиеся двигательными нарушениями [1, 2]. Распространенность детского церебрального паралича (ДЦП) варьирует от 1,9 до 2,3 случаев на 1000 детей [1, 3]. Учитывая широкую распространенность ДЦП и недостаточную эффективность традиционного комплекса восстановительных мероприятий, необходимы дальнейшее совершенствование методов восстановительного лечения болезни и разработка принципиально новых подходов к коррекции двигательных расстройств. Важнейшей задачей в лечении больных со спастическими формами ДЦП является снижение мышечного тонуса, позволяющее устранить или значительно снизить его влияние как одного из основных факторов развития контрактур и добиться функциональных улучшений
у больного. Для решения данной задачи необходимо применение лечения, в основу которого положено влияние на патогенетические звенья развития болезни. Известно, что двигательные расстройства при ДЦП обусловлены перинатальным поражением головного мозга и нарушением последовательности этапов его созревания [2]. В результате высшие интегративные центры не могут оказывать полноценное тормозящее влияние на примитивные стволовые рефлекторные механизмы. Задерживается редукция безусловных рефлексов, происходит «высвобождение» или акцентуация патологических шейных и лабиринтных рефлексов. Сочетаясь с повышением мышечного тонуса, они препятствуют последовательному становлению реакций выпрямления и равновесия, которые являются основой развития статических и локомоторных функций у детей первого года
E.Y. Sergeenko, V.V. Polunina
Pirogov Russian national medical research university Ministry of healthcare and social development of Russia, Moscow
Dosage of electropulse high tone therapy based on red blood cells electrokinetic parameters of children with cerebral palsy
This article contains results of a study dedicated to dosage of electropulse high tone therapy using an express analysis of live cells mobility in alternating current field of children with spastic forms of cerebral palsy.
Key words: cerebral palsy, electropulse high tone therapy, dose — effect, cell, electrophoretic mobility of red blood cells, zeta-potential.
жизни — удержания головы, захвата игрушки, сидения, стояния, ходьбы [1]. У детей с ДЦП нарушена деятельность тоногенных структур ствола мозга и подкорковых образований. Следовательно, комплексная методика лечения должна оказывать влияние на интегративные центры, подкорковые образования и другие структуры, определяющие симптомокомплекс ДЦП.
Электроимпульсная высокотоновая терапия основана на применении сложномодулированного переменного электрического тока при помощи аппарата HiTop 184, который является принципиально новой межотраслевой разработкой немецких ученых в области электролечения. По мнению основателя метода высокотоновой терапии доктора H. U. May [4], использование переменного электрического тока низкой частоты, модулированного одновременно по частоте и амплитуде, вызывает резонансные колебания внутриклеточных структур, что приводит к изменениям на клеточном и тканевом уровнях. В работах В. Е. Илларионова (2004), В. С. Улащика (2006) отмечено, что накопление в материи достаточного количества энергии для ощутимого терапевтического эффекта возможно, если соответствующие биологические субстраты или функциональные системы [5] регулярно приводятся в состояние резонанса путем возбуждения их собственной или близкой к ней резонансной частоты. Используемые в аппарате частоты резонируют со структурными подразделениями организма человека, что определяет возможность применения электроимпульсной высокотоновой терапии при различных патологических процессах, в том числе и при детском церебральном параличе, при условии адекватного выбора частоты модуляции.
В основу электроимпульсной высокотоновой терапии положена так называемая «горизонтальная стимуляция», при которой частоты последовательно сменяют друг друга в диапазоне от 4096 до 32 768 Гц, что дает возможность возникновения многоярусного биологического резонанса в клетках и тканях (классическая электротерапия использует одну несущую частоту в режиме «вертикальной стимуляции»). Клинические эффекты высокотоновой терапии в значительной степени зависят от выбранной модулирующей частоты, которая колеблется в диапазоне от 0,1 до 200 Гц. Частота модуляции воздействующего фактора должна быть синхронизирована с нормальными ритмами жизнеобеспечения функциональных систем человека, которые находятся в крайне- и сверхнизком диапазоне по классификации Международного регламента связи (1976 г.), при этом особо важное значение имеет сложно-модулированная «зарисовка» частот модуляции. Приведенные выше положения определили при разработке методики лечения пациентов с ДЦП выбор модулирующей частоты (0,1-1,5 Гц), максимально приближенной к частоте функционирования центральной нервной системы, периферического нервно-мышечного аппарата и сосудов микроциркуляторного русла.
ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ
Введение нового метода физиотерапевтического лечения, особенно в педиатрическую практику, требует разработки оптимальных схем лечения, адекватных патологическому процессу, возрасту и индивидуальным адаптационным возможностям ребенка. Проблема дозирования в физиотерапии, и особенно в педиатрической практике, является и сегодня актуальной [6-8], несмотря на уже прочно вошедшее в клиническую практику применение аппаратов, реализующих свое лечебное действие
за счет автоматического изменения параметров воздействия в зависимости от динамики физических характеристик тканей пациента.
Распространенное сегодня понятие малодозовых воздействий требует подбора минимальных терапевтических доз, которые вызывают максимально положительные сдвиги в организме в сторону саногенеза [9, 7].
В соответствии с современными понятиями о клетке как об источнике и носителе сложного электромагнитного поля, структура которого, порождаемая биохимическими процессами, управляет ее метаболической деятельностью, чрезвычайно актуально изучение изменения электрического потенциала клетки при воздействии внешних физических факторов и использование тонкой клеточной реакции при разработке дозиметрических параметров. Особенно важным представляется установление корреляционной зависимости клеточных реакций и клинических показателей.
Сегодня физические факторы рассматриваются как перспективный инструмент воздействия на молекулярном и генетическом уровнях [6], что определяет развитие данного направления в сторону изучения клеточных и субклеточных структур с точки зрения физиотерапевтических воздействий. Использование клетки как основополагающей структуры, первой воспринимающей внешнее воздействие, является актуальным и обоснованным.
Клетка, являясь основной структурно-функциональной единицей живого организма, в то же время представляет собой первичную функциональную систему организма человека. Энергетическая система всех клеток построена по общему принципу, в каждой клетке присутствует биоэлектрический компонент как один из ведущих факторов обеспечения процессов метаболизма. Все изменения в биосистеме начинаются с изменения количества и распределения электрических зарядов, являющихся константой интенсивности электромагнитных взаимодействий между структурами и функциональными системами биообъекта [6].
При поглощении энергии клеткой происходит преобразование любого вида энергии в электрическую, что влечет за собой изменение электрического статуса клетки. Поскольку влияние оказывается не на изолированную клетку, а на определенную область тела в соответствии с показаниями, то по теории функциональных систем П. К. Анохина (1970), объединение клеток на время действия фактора и ответной реакции организма можно рассматривать как функциональную систему. Воздействие на систему физических факторов, имеющих определенные характеристики, может способствовать изменению ее состояния [5, 7].
Повышенный интерес к электрокинетическим характеристикам клеток связан с рядом достоинств такого подхода, а именно с тесной взаимосвязью электрокинетических показателей с процессами жизнедеятельности клеток, т. е. клеточным метаболизмом. Еще более важной представляется возможность измерения электрокинетиче-ских параметров без нарушения жизнедеятельности клеток, что позволяет исследовать процессы электрогенеза в динамике [10].
Признано, если патологический процесс носит системный характер, в качестве объекта исследования могут использоваться клетки крови — эритроциты и лимфоциты, которые отражают нарушение метаболизма в различных органах и тканях и позволяют следить за динамикой процесса. Цитоплазматическая мембрана эритроцита,
205
ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ /2011/ ТОМ 10/ № 6
Краткие сообщения
206
который как минимум трижды в сутки проходит через каждую точку кровеносного русла, является высокочув-ствителым и легко доступным объектом при оценке влияния различных эндогенных и экзогенных, в т. ч. и физиотерапевтических, воздействий.
ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ
В исследовании приняли участие 78 детей (65 девочек и 35 мальчиков) в возрастном интервале от 8 до 11 лет с диагнозом «Детский церебральный паралич в форме спастического гемипареза и спастического тетрапареза». Критерии включения: верифицированный детский церебральный паралич в форме спастического гемипареза или спастического тетрапареза; отсутствие в анамнезе лечения с применением электроимпульсной высокотоновой терапии.
Критерии исключения: воспалительные и инфекционные болезни на момент исследования.
В качестве контрольных показателей использовалась электрофоретическая подвижность эритроцитов, общепризнанных интегральных маркеров состояния организма человека, а также показатели 90 здоровых детей в возрасте от 5 до 14 лет.
Забор капиллярной крови производился всем детям. Суспензию эритроцитов и буферный раствор в количестве 0,02 мл с помощью автоматической пипетки помещали на рабочую зону электрофоретической ячейки приборного комплекса знакопеременного клеточного микроэлектрофореза «Цитоэксперт» и покрывали стеклом. Электрофоретическая ячейка помещалась на предметный столик микроскопа «Биолам» (об.40, ок.15). После задания частоты (1 Гц) и напряжения (30 В) (напряжение строго контролировалось не только на дисплее, но и измерением при каждом исследовании этого показателя между функционирующими электродами) между электродами в рабочей зоне возникает переменное электрическое поле и движение эритроцитов вправо-влево.
На дисплее отображались следующие данные:
• количество подвижных и неподвижных объектов (всего в сумме до 99 шт.);
• строка реальных параметров — знак текущего направления тока в цепи пары электродов, текущее значение напряжения на электродах и текущая сила тока;
• состояние звуковой сигнализации (вкл.-выкл.). Сигнализация может автоматически включиться через 20 секунд при возникновении недопустимых отклонений от заданных значений напряжения.
С помощью окулярного микрометра измерялась амплитуда (А) смещения каждой клетки под воздействием переменного электрического поля. В каждом случае определяли амплитуду 100 эритроцитов, после чего вычисляли среднюю амплитуду (А ср). Для определения электрофоретической подвижности эритроцитов (ЭФПэр) использовали математическую формулу:
и = А • с1Д1эл • ^. п.
где: А — амплитуда колебаний частиц дисперсной фазы (эритроцитов); и — электрофоретическая подвижность эритроцитов; С — расстояние между электродами электрофоретической ячейки; 1:с. п. — время смены полярности; иэл — разность потенциалов (напряжение) на электродах электрофоретической ячейки.
Таким образом, для определения электрокинетических свойств эритроцита был выбран показатель электрофо-
ретической подвижности эритроцитов, прямо пропорциональный амплитуде колебаний эритроцитов в знакопеременном электрическом поле (измеряемый показатель) и прямо пропорциональный поверхностному потенциалу (дзета-потенциалу), по изменению которого, в свою очередь, можно судить о направленности процессов трансмембранного переноса, связанных с трансмембранным потенциалом.
Дозиметрические параметры электроимпульсной высокотоновой терапии (число процедур на курс, продолжительность процедуры) были определены на основании изменения электрокинетических характеристик эритроцитов у детей, страдающих ДЦП. Процедуры проводились ежедневно, курс лечения состоял из 5 процедур, продолжительность процедуры для детей 8-11 лет составила 20 мин.
Методика электроимпульсной высокотоновой терапии с использованием физиотерапевтического аппарата HiTop 184 предполагала одновременное использование 2-х каналов:
1-й канал был предназначен для проведения общего воздействия. Использовались пять электродов (три с белой маркировкой, два — с черной), которые располагались следующим образом: первый электрод — в воротниковой области, сзади на уровне CII-CVII, второй и третий — в средней части задних поверхностей предплечий, четвертый и пятый — на подошвенных поверхностях стоп. На этом канале использовалась программа Simul FAM i. При вращении регулятора интенсивности определялись субпороговые значения силы тока на низкой (4 кГц) и более высокой частоте (16 кГц). При появлении первых ощущений у пациента многофункциональной клавишей (Softkey) устанавливалось значение интенсивности.
2-й канал использовался с включением программы Simul FAM X с модулирующей частотой 0,1-1,5 Гц. Первый электрод из трех располагался в области позвоночника на уровне ThI 11-ThVI 11 или Thx-LIII. Первые две процедуры из пяти проводились с локализацией 2-го и
3-го электродов на передней поверхности плеча в средней трети. Последние три процедуры — с наложением 2-го и 3-го электродов в средней трети бедер на передней поверхности.
Алгоритм определения дозиметрических показателей электроимпульсной высокотоновой терапии выглядел следующим образом:
1. Определение электрофоретической подвижности эритроцитов здоровых детей.
2. Определение электрофоретической подвижности эритроцитов детей, страдающих детским церебральным параличом.
3. Определение дозиметрических параметров электроимпульсной высокотоновой терапии для лечения детей с детским церебральным параличом на основании нормативных показателей электрофоретической подвижности эритроцитов здоровых детей.
Исследование электрофоретической подвижности эритроцитов у 90 здоровых детей в возрасте от 5 до 14 лет показало, что данный показатель в норме не зависит от возраста и пола и может являться нормативным, регламентирующим дозу воздействия. Таким образом, ЭФПэр у детей в возрасте 5-14 лет колеблется от 0,48 мкм-см/в-сек до 0,50 мкм-см/в-сек и в среднем составляет 0,49 ± 0,02 мкм-см/в-сек.
Таблица. Динамика изменения электрофоретической подвижности эритроцитов у детей с ДЦП в зависимости от количества и процедур (М ± т, мкм-см/в-сек)
Этапы Число процедур на курс
3 5 7
После 3-й процедуры 0,42 і 0,01 0,42 і 0,01 0,42 і 0,001
На 5 сут 0,40 і 0,01* 0,52 і 0,001 0,52 і 0,01
На 7 сут 0,40 і 0,001* 0,50 і 0,005 0,40 і 0,01*
На 10 сут 0,З7 і 0,005* 0,47 і 0,01 0,41 і 0,005
Примечание. * — р < 0,05 по сравнению с показателями электрофоретической подвижности эритроцитов у здоровых детей.
Электрофоретическая подвижность эритроцитов у детей с ДЦП была достоверно ниже, чем у здоровых детей. Средняя величина данного показателя составила 0,43 ± 0,01 мкм-см/в-сек при гемипаретической форме ДЦП и 0,41 ± 0,02 мкм-см/в-сек — при тетрапаретиче-ской форме.
Результаты подтвердили гипотезу относительно необходимости выведения данного показателя за счет внешнего воздействия на нормативный уровень. Именно эта позиция стала отправной точкой определения дозиметрических параметров электроимпульсной высокотоновой терапии — продолжительности процедуры в зависимости от возраста ребенка и количества процедур на курс лечения.
Изучение динамики ЭФПэр проводилось при курсе лечения, состоящем из 3, 5 и 7 процедур продолжительностью по 20 мин (табл.).
В соответствии с полученными результатами, курс из 3 процедур оказался недостаточным, поскольку на 5-е сут наметилось снижение ЭФПэр. На 10-е сутки показатель ЭФПэр был ниже значений, характерных для детей с ДЦП, полученные результаты достоверно отличались от исходных значений (р < 0,05). Подобные данные свидетельствуют о недостаточной дозе электроимпульсной высокотоновой терапии при таком непродолжительном курсе лечения.
При курсе лечения из 7 процедур после 3-й стабильно увеличивалась ЭФПэр по сравнению с исходными показателями (р < 0,1), после 5-й процедуры наблюдалось значительное увеличение исследуемого показателя (р < 0,05) по сравнению с исходными значениями, но после 7-й отмечалось резкое падение ЭФПэр с незначительным увеличением к 10-м сут.
Положительные результаты были получены при проведении курса лечения, включавшего 5 процедур. В этом
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кожевникова В. Т. Современные технологии в комплексной физической реабилитации больных детским церебральным параличом. — М., 2005. — 239 с.
2. Скворцов И. А., Ермоленко Н. А. Развитие нервной системы у детей в норме и патологии. — М.: МЕДпресс-информ, 2003. — 368 с.
3. Петрухин А. С. Неврология детского возраста. — М.: Медицина, 2004. — С. 386-396.
4. May H. U. Extremely comfortable transcutaneous electrical stimulation of nerves — icluding somato-motor and sympathetic fibers — by simultaneous modulation of freguency and amplitude of middle freguency currents // Europ. J. Physiol. — 2004; 1 (447): 11-35.
5. Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. — М.: Медицина, 1975. — 447 с.
случае, при увеличении ЭФПэр по сравнению с исходными значениями, после 3-й и 5-й процедур к 7-м суткам наблюдалось незначительное снижение показателя со стабилизацией результата в области нормальных значений к 10-м суткам (р > 0,1). Следовательно, именно этот курс лечения, состоящий из 5 процедур электроимпульсной высокотоновой терапии продолжительностью 20 мин, следует использовать при лечении детей с ДЦП в возрасте от 8 до 11 лет.
Подобный подход к определению зависимости доза-эффект был продиктован предложенной В. Е. Илларионовым (2004) концепцией достаточности дозы воздействия физиотерапевтического фактора. Согласно концепции, обоснованная доза исключает повреждение биоструктур, но запускает необходимые ответные реакции организма. В основе данной концепции лежит тезис о невозможности использования только клинических показателей гомеостаза организма человека как объективных критериев оптимальной достаточности доз воздействия в лечебно-профилактических и реабилитационных целях, поскольку «исходными данными для определения доз воздействия физиотерапевтических факторов являются параметры клеточной биоэнергетики».
Таким образом, можно полагать, что дозиметрический контроль, основанный на параметрах клеточной биоэнергетики, является объективным и адекватным способом оценки. В данной работе на основании электрокинетических параметров эритроцита периферической крови были разработаны дозиметрические параметры электроимпульсной высокотоновой терапии, которая использовалась для лечения детей со спастическими формами детского церебрального паралича 8-11 лет.
6. Илларионов В. Е. Основы информационной медицины / Учебное пособие. — М.: МИМСР 2004. — 96 с.
7. Улащик В. С. Анализ некоторых проблем физиотерапии с позиций теории функциональных систем // Вопросы курортологии, физиотерапии и ЛФК. — 1984; 5: 7-10.
8. Фадеева Н. И., Максимов А. И. Основы физиотерапии в педиатрии. — Н. Новгород: Изд-во «НГМА», 1997. — 144 с.
9. Улащик В. С. Резонансные явления и их значение для физиотерапии // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. — 2006; 2: 3-10.
10. Харамоненко С. С., Ракитянская А. А. Электрофорез клеток в норме и патологии. — Минск, 1974. — 143 с.
207
ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ /2011/ ТОМ 10/ № 6
